JP2002040346A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光源から発せられた光ビームを被走査
媒体上で主、副走査させる光走査装置において、被走査
媒体からレーザ光源への戻り光を抑制する。 【解決手段】 走査光学系内で被走査媒体10に最も近く
配される光学素子18を、副走査方向ほぼ中央の出射位置
Ｐから光ビーム13が被走査媒体10に向けて出射するよう
に配置する一方、この光学素子18の被走査媒体10に対す
る副走査方向の開口長をＡ、出射位置Ｐから被走査媒体
10までの距離をＬ、出射位置Ｐから被走査媒体10へのビ
ーム落ち角をθ、被走査媒体10の主走査方向を軸とする
傾きの最大角度をφ、被走査媒体10の散乱係数をＢ、光
ビーム13の被走査媒体10上でのビーム半径をω_Ｏ、光ビ
ーム13の波長をλとしたとき、 【数４】 なる関係を満足させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録材料を光ビー
ムで走査してそこに記録されている画像を読み取る装置
や、記録材料を画像信号に基づいて変調された光ビーム
で走査してそこに画像を記録する装置等、被走査媒体を
光ビームによって走査する光走査装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像が記録されている記録材
料を読取用光ビームで走査し、それによりこの記録材料
から生じた発光光、透過光あるいは反射光を光電的に検
出して、記録画像を読み取るようにした画像読取装置が
種々知られている。また、画像信号に基づいて変調され
た記録用光ビームを感光材料等の記録材料上において走
査させることにより、上記画像信号が担持する画像をこ
の記録材料に記録する画像記録装置も種々公知となって
いる。

【０００３】この種の光走査装置は、画像読取装置にお
ける光電検出手段や画像記録装置における光変調手段等
を除けば、基本的に、光ビームを発するレーザ光源と、
この光ビームを偏向させる光偏向器と、偏向した前記光
ビームを被走査媒体上で１次元方向に主走査するように
該被走査媒体上に導く走査光学系と、前記被走査媒体を
前記光ビームに対して、主走査の方向とほぼ直交する方
向に相対的に副走査移動させる副走査手段とから構成さ
れるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述のような
光走査装置においては、通常、光ビームを発する光源と
してレーザ光源が用いられるが、その場合、被走査媒体
で反射した光ビームがレーザ光源に戻ると、光出力が不
安定になるという問題が生じる。このいわゆる「戻り
光」による発振異常の問題が生じると、画像記録装置に
おいては記録画像の品質が低下したり、画像読取装置に
おいては画像を正確に読み取ることが不可能になる等の
不具合が生じる。

【０００５】上記の問題を防止するため、従来、光ビー
ムを被走査媒体に対して斜めに入射させることにより、
被走査媒体で反射した光ビームが走査光学系に再入射す
ることを防止した構造が提案されている。図３は、この
構造を概略的に示すものである。以下、この図３を参照
して、従来装置における光ビーム再入射防止の考え方を
説明する。

【０００６】図に示される通り、走査光学系１から偏向
した光ビーム２が発せられ、この偏向した光ビーム２
は、被走査媒体３を図の紙面と垂直な方向（Ｘ方向）に
主走査する。また被走査媒体３はエンドレスベルト等の
副走査手段４により、上記主走査方向Ｘと直交する矢印
Ｙ方向に一定速度で送られて光ビーム２の副走査がなさ
れる。

【０００７】ここで、光ビーム２は被走査媒体３に対し
てビーム落ち角（被走査媒体３上の法線となす角度）θ
で入射するものとする。また、走査光学系１の一部を構
成して該光学系１内で被走査媒体３に最も近く配された
光学素子５は、副走査方向ほぼ中央の出射位置Ｐから光
ビーム２が被走査媒体３に向けて出射するように配され
ている。そして、この光学素子５の被走査媒体３に対す
る副走査方向の開口長をＡ、上記出射位置Ｐから被走査
媒体３までの距離をＬとしたとき、出射位置Ｐと点Ｑと
の間の距離は２×tanθ×Ｌとなるので、 ２×tanθ×Ｌ＞Ａ／２ ………（Ａ） なる関係が満たされていれば、被走査媒体３で反射した
光ビーム２は光学素子５の開口から離れた位置（図中で
は開口よりも左方の位置）を通るので、走査光学系１に
再入射してしまうことが防止される。

【０００８】なお、光学素子５の端部と上記点Ｑとの間
には図中Ｎで示す高さ位置のズレがあり、上記（Ａ）式
においてこの点は考慮されていないが、このズレは光ビ
ームの再入射を防止する上では安全側に作用するもので
あるから、そのまま考慮外とする。

【０００９】ところが、以上説明した従来の構成を用い
ても、レーザ光源への戻り光に起因する発振異常を十分
に防止できないことが判明している。

【００１０】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、レーザ光源への戻り光に起因する発振異常を確
実に防止することができる光走査装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による光走査装置
は、前述したように、光ビームを発するレーザ光源と、
この光ビームを偏向させる光偏向器と、偏向した前記光
ビームを被走査媒体上で１次元方向に主走査するように
該被走査媒体上に導く走査光学系と、前記被走査媒体を
前記光ビームに対して、主走査の方向とほぼ直交する方
向に相対的に副走査移動させる副走査手段とを備えてな
る光走査装置において、前記走査光学系の一部を構成し
て該光学系内で前記被走査媒体に最も近く配された光学
素子が、副走査方向ほぼ中央の出射位置から前記光ビー
ムが前記被走査媒体に向けて出射するように配される一
方、この光学素子の被走査媒体に対する副走査方向の開
口長をＡ、前記出射位置から被走査媒体までの距離を
Ｌ、前記出射位置から被走査媒体へのビーム落ち角を
θ、被走査媒体の主走査方向を軸とする傾きの最大角度
をφ、被走査媒体の散乱係数をＢ、前記光ビームの被走
査媒体上でのビーム半径をω_Ｏ、前記光ビームの波長を
λとしたとき、

【数２】 なる関係が満たされていることを特徴とするものであ
る。

【００１２】なお上記の散乱係数Ｂは、散乱したことに
よってビーム径が何倍に拡がるかということを示す数値
である。また、照射された光ビームを散乱させやすい被
走査媒体としては、例えば特開昭55-12429号、同55-116
340号等に示されている蓄積性蛍光体シートを挙げるこ
とができる。

【００１３】以下、この蓄積性蛍光体シートについて説
明する。放射線を照射するとこの放射線エネルギーの一
部を蓄積し、その後、可視光やレーザ光などの励起光を
照射すると、蓄積された放射線エネルギーに応じて輝尽
発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）が知られてお
り、上記の蓄積性蛍光体シートとは、この蓄積性蛍光体
をシート状の支持体上に積層してなるものである。な
お、蓄積性蛍光体自身が自己保持性のものであれば、そ
れ自体が支持体となり得る。

【００１４】一方、前述したように被走査媒体に最も近
く配された光学素子としては、例えば前記光ビームを反
射させて被走査媒体に向けて進行させる立ち下げミラー
等を挙げることができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明者の研究によると、レーザ光源へ
の戻り光に起因する発振異常を十分に防止できないとい
う従来装置の問題は、被走査媒体が副走査送りされる際
の傾き（より詳しくは、主走査方向を軸とするような傾
き）や、被走査媒体で反射した光ビームの径や散乱の影
響を考慮していなかったことに起因していることが判明
した。本発明はこの新しい知見に基づき、それらの要因
も考慮に入れて走査光学系を構成することにより、レー
ザ光源への戻り光を十分に抑制可能としたものである。

【００１６】以下、この点について図２を参照して詳し
く説明する。この図２において、走査用光ビーム13は、
被走査媒体10に最も近く配された光学素子（立ち下げミ
ラー）18で反射して被走査媒体10に入射する。また主走
査方向はＸ方向、副走査方向はＹ方向である。

【００１７】この構成において、被走査媒体10が主走査
方向を軸として、光ビーム13の光学素子18への再入射を
助長する側に（図３では時計方向に）最大で角度φだけ
傾き得るとすると、出射位置Ｐと点Ｑとの間の距離は近
似的に２×tan（θ−φ）×Ｌとなる。

【００１８】前述したように従来は、この出射位置Ｐと
点Ｑとの間の距離がＡ／２よりも大きくなるようにして
いた。しかし点Ｑは光ビーム13の中心上の点であるか
ら、光ビーム13の光学素子18への再入射を完全に近く防
止するためには、点Ｑは上記距離Ａ／２よりも、光ビー
ム13の半径分だけ図中さらに左方に位置しなければなら
ない。しかもこの半径は、光ビーム13が被走査媒体10で
反射する際に全く散乱しないものとして計算した半径を
ωとすると、実際にはそれに散乱係数Ｂを乗じた値とし
なければならない。つまり、 ２×tan（θ−φ）×Ｌ＞Ａ／２＋Ｂ×ω ………（Ｂ） であれば、光ビーム13の光学素子18への再入射がほぼ完
全に防止されることになる。

【００１９】ここで、通常の光走査装置においてはそう
であるように、光ビーム13のビームウェストが被走査媒
体10上にあるとし、そしてこのビームウェストの半径
（被走査媒体上でのビーム半径）をω_Ｏ とすると、一
般に知られている通り、

【数３】 の関係がある。ここからωを求めて上記（Ｂ）式に代入
すると、前述の（数２）式が得られる。すなわち、この
（数２）が満足されていれば、光ビーム13の光学素子18
への再入射がほぼ完全に防止されることになる。

【００２０】なお、前述した蓄積性蛍光体シートを用い
る放射線画像記録再生システムが、従来、広く実用に供
されている。この放射線画像記録再生システムは、人体
等の被写体を透過させた放射線を蓄積性蛍光体シートに
照射する等してこの蓄積性蛍光体シートに被写体の放射
線画像情報を蓄積記録し、その後、レーザ光などの励起
光により該シートを２次元的に走査してその励起光照射
部分から輝尽発光光を生じさせ、この輝尽発光光を光電
読取手段により読み取って上記放射線画像情報を示す画
像信号を得るものである（例えば特開昭55-12429号、同
55-116340号、同56-104645号等参照）。

【００２１】このシステムにおいて得られた画像信号
は、観察読影に適した階調処理や周波数処理などの画像
処理が施された上で、それが担持する放射線画像を診断
用可視像としてフィルムに再生記録したり、あるいはCR
T画像表示装置等に表示するために用いられる。なお、
放射線画像情報読取り後の蓄積性蛍光体シートに消去光
を照射して、そこに残存しているエネルギーを放出させ
ると、そのシートは再度放射線画像情報を蓄積記録でき
る状態となって、繰り返し使用が可能になる。

【００２２】この放射線画像記録再生システムにおいて
用いられる蓄積性蛍光体シートは、先に述べた通り、照
射された光ビームを散乱させやすいものであるから、本
発明は、この蓄積性蛍光体シートから放射線画像情報を
読み取る装置に適用されると、特に効果的である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態
による光走査装置の概略構成を示すものであり、また図
２は、この放射線画像情報読取装置の読取光学系の要部
の側面形状を示している。

【００２４】この光走査装置は一例として、前述の蓄積
性蛍光体シートに記録されている放射線画像情報を読み
取る装置として構成されたものである。例えばＸ線等の
放射線が人体等の被写体を介して照射されることにより
この被写体の透過放射線画像情報を蓄積記録した蓄積性
蛍光体シート10は、エンドレスベルト等のシート搬送手
段11により、励起光副走査のために矢印Ｙ方向に搬送さ
れる。

【００２５】その一方、半導体レーザ12から射出された
励起光（読取光）としてのレーザビーム13は、コリメー
ターレンズ14によって平行光化された後、ミラー15で反
射して進行方向を変え、例えば回転多面鏡（ポリゴンミ
ラー）等の光偏向器16によって反射偏向される。その後
このレーザビーム13は、通常ｆ・θレンズからなる走査
レンズ17によって集光され、立ち下げミラー18で下方に
反射して、蓄積性蛍光体シート10上を上記副走査方向Ｙ
と略直角な矢印Ｘ方向に主走査する。

【００２６】こうしてレーザビーム13が照射された蓄積
性蛍光体シート10の部分からは、そこに蓄積記録されて
いる放射線画像情報に応じた光量の輝尽発光光19が発散
する。この輝尽発光光19は集光ガイド20によって集光さ
れ、光検出器としてのフォトマルチプライヤー（光電子
増倍管）21によって光電的に検出される。

【００２７】なお本例において、半導体レーザ12は波長
635 ｎｍのレーザビーム13を発するものであり、また蓄
積性蛍光体シート10は、この波長635 ｎｍのレーザビー
ム13の照射を受けて、波長が主に400 ｎｍ近辺にある輝
尽発光光19を発する。

【００２８】上記集光ガイド20はアクリル板等の導光性
材料を成形して作られたものであり、直線状をなす入射
端面20ａが蓄積性蛍光体シート10上の主走査線に沿って
延びるように配され、円環状に形成された出射端面20ｂ
に上記フォトマルチプライヤー21の受光面が結合されて
いる。上記入射端面20ａから集光ガイド20内に入射した
輝尽発光光19は、該集光ガイド20の内部を全反射を繰り
返して進み、出射端面20ｂから出射してフォトマルチプ
ライヤー21に受光され、前記放射線画像情報を担持する
輝尽発光光19の光量がこのフォトマルチプライヤー21に
よって検出される。なお、フォトマルチプライヤー21と
集光ガイド20との間には、輝尽発光光19の波長領域の光
を選択的に透過させ、蓄積性蛍光体シート10の表面で反
射したレーザビーム13はカットするフィルター27が配さ
れている。

【００２９】フォトマルチプライヤー21のアナログ出力
信号Ｓは対数増幅器22によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器
23において所定の収録スケールファクターでデジタル化
される。こうして得られたデジタルの画像信号Ｓｄは画
像処理装置24において階調処理、周波数処理等の画像処
理を受けた後、例えばＣＲＴ表示装置、光走査記録装置
等の画像再生装置25に入力され、該画像再生装置25にお
いて、蓄積性蛍光体シート10が蓄積記録していた放射線
画像が再生される。

【００３０】次に図２を参照して、走査光学系について
詳しく説明する。図示のように走査光学系の一部を構成
して、該光学系内で蓄積性蛍光体シート10に最も近く配
されている立ち下げミラー18は、副走査方向ほぼ中央の
出射位置Ｐからレーザビーム13が蓄積性蛍光体シート10
に向けて出射するように配されている。

【００３１】そして本実施形態では、立ち下げミラー18
の蓄積性蛍光体シート10に対する副走査方向の開口長を
Ａ、上記出射位置Ｐから蓄積性蛍光体シート10までの距
離をＬ、出射位置Ｐから蓄積性蛍光体シート10へのビー
ム落ち角をθ、蓄積性蛍光体シート10の主走査方向を軸
とする傾きの最大角度をφ、蓄積性蛍光体シート10の散
乱係数をＢ、レーザビーム13の蓄積性蛍光体シート10上
でのビーム半径をω_Ｏ、レーザビーム13の波長をλとし
たとき、前述した（数２）式の関係が満たされている。

【００３２】この関係が満たされていれば、蓄積性蛍光
体シート10で反射したレーザビーム13が立ち下げミラー
18に入射することがほぼ完全に抑制される。その理由
は、先に詳しく説明した通りである。そのようになって
いれば、レーザビーム13が半導体レーザ12に戻り光とな
って入射して、発振異常を引き起こすことがなくなるの
で、レーザビーム13の強度が常に一定に保たれて放射線
画像情報が正しく読み取られるようになる。

【００３３】なおこの実施形態では、被走査媒体である
蓄積性蛍光体シート10に最も近く配された光学素子は立
ち下げミラー18であるが、被走査媒体に最も近く配され
た光学素子がこの種の立ち下げミラーではない場合にも
本発明は適用可能であり、そしてその場合にも、上述し
たのと同様の効果を得ることができる。

【００３４】また本発明は、以上説明した実施形態にお
けるように蓄積性蛍光体シートからの輝尽発光光を検出
して放射線画像情報を読み取る装置のみならず、反射原
稿や透過原稿を光ビームで走査し、そのときの原稿から
の反射光や透過光を検出して原稿に記録されている画像
を読み取る画像読取装置や、さらには、画像信号に基づ
いて変調された記録用光ビームを感光材料等の記録材料
上において走査させることにより、上記画像信号が担持
する画像をこの記録材料に記録する画像記録装置等に対
しても適用可能であり、そして同様の効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による光走査装置の概略構
成図

【図２】図１の光走査装置における走査光学系の要部を
示す側面図

【図３】従来装置における走査光学系の要部を示す側面
図

【符号の説明】

10 蓄積性蛍光体シート 11 シート搬送手段（副走査手段） 12 半導体レーザ 13 レーザビーム（読取用光ビーム） 14 コリメーターレンズ 15 ミラー 17 走査レンズ 18 立ち下げミラー 19 輝尽発光光 20 集光ガイド 21 フォトマルチプライヤー 22 増幅器 23 Ａ／Ｄ変換器 24 画像処理装置 25 画像再生装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを発するレーザ光源と、 この光ビームを偏向させる光偏向器と、 偏向した前記光ビームを被走査媒体上で１次元方向に主
   走査するように該被走査媒体上に導く走査光学系と、 前記被走査媒体を前記光ビームに対して、主走査の方向
   とほぼ直交する方向に相対的に副走査移動させる副走査
   手段とを備えてなる光走査装置において、 前記走査光学系の一部を構成して該光学系内で前記被走
   査媒体に最も近く配された光学素子が、副走査方向ほぼ
   中央の出射位置から前記光ビームが前記被走査媒体に向
   けて出射するように配される一方、 この光学素子の被走査媒体に対する副走査方向の開口長
   をＡ、 前記出射位置から被走査媒体までの距離をＬ、 前記出射位置から被走査媒体へのビーム落ち角をθ、 被走査媒体の主走査方向を軸とする傾きの最大角度を
   φ、 被走査媒体の散乱係数をＢ、 前記光ビームの被走査媒体上でのビーム半径をω_Ｏ、 前記光ビームの波長をλとしたとき、 【数１】 なる関係が満たされていることを特徴とする光走査装
   置。
2. 【請求項２】 前記被走査媒体が蓄積性蛍光体シートで
   あることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
3. 【請求項３】 前記光学素子が、前記光ビームを反射さ
   せて前記被走査媒体に向けて進行させる立ち下げミラー
   であることを特徴とする請求項１または２記載の光走査
   装置。